Виды аккумуляторов для автомобилей – Характеристики автомобильных аккумуляторов: виды и технические параметры аккумуляторных батарей для автомобилей

Содержание

Виды аккумуляторов для автомобилей — AKB-Power — Все про аккумуляторы, батареи и зарядные устройства

«Очень трудно распознать порядочную женщину, хороший арбуз и хороший аккумулятор». Когда, в далеком 1800 году, итальянский физик Алессандро Вольта (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta 1745-1827) поместил 2 пластины из меди и цинка в кислоту  для получения постоянного электрического тока на основе химической реакции, он, разумеется, не знал, что  впоследствии его видоизмененному изобретению суждено будет стать притчей во языцех для миллионов людей последующих поколений всех времен, стран и континентов. Своё изобретение сам Алессандро назвал «электрическим органом», но миру он более известен под названием «батарея Вольта». Само слово «аккумулятор» (лат. накопитель, собиратель) появилось значительно позднее.

Конструкция АКБ

Современный автомобильный аккумулятор (АКБ) это химический источник тока многоразового действия (перезаряжаемый), служащий на автомототранспорте в качестве вспомогательного источника электроэнергии и в качестве основного на электротранспорте. В наше время на слуху никель-кадмиевые, Li-ion, Ni-MH и др. типы АКБ, но для запуска стартера в автомобилях применяется «старый, добрый» свинцово-кислотный тип (изобретен в 1859г. Гастоном Плате) с теми или иными «новшествами». Несмотря на то, что сами по себе кислота и свинец являются вредными, отойти от свинцовых АКБ на данном этапе развития невозможно. Основной характеристикой АКБ является энергоемкость и пусковой ток (возможность выдать за минимальное время максимальный ток). Превзойти по этим параметрам свинцово-кислотные АКБ пока невозможно.

Конструктивно представляет из себя две пластины (анод и катод), помещенные в электролит (раствор серной кислоты и дистиллированной воды определенной плотности). Каждый такой элемент—«банка» выдает 2,1В, соответственно у АКБ из 6 банок должно быть напряжение порядка 12,6В. В зависимости от степени готовности к применению может быть сухозаряженный (в котором пройдены все этапы подготовки, кроме заливки раствора электролита) и полностью готовый АКБ (залитый).

Существуют обслуживаемые и необслуживаемые АКБ. Те АКБ, которые не требуют контроля за уровнем и плотностью жидкости между пластинами являются необслуживаемыми. В них испарения воды при реакции электролиза практически нет. Этот тип АКБ дороже, наиболее оптимален для тех, кто не столь часто «заглядывает под капот».

 

   Полезный совет: если Вы приобрели сухозаряженный источник(САКБ), стоит помнить, что его зарядку надо производить только после «выравнивания» плотности электролита до нужного значения. Чем длительнее было хранение САКБ (без электролита), тем большее время понадобится для «отстоя» и приведения пластин в «боеготовность».

Типы автомобильных аккумуляторов

В зависимости от «добавок» к свинцу различают следующие типы АКБ:

  • Сурьмянистые
  • Малосурьмьянистые
  • Кальциевые АКБ
  • Гибридные АКБ
  • Гелеевые и AGM

В сурьмянистые (стандартные) АКБ для того, чтобы увеличить плотность свинца в него добавлялась сурьма, около 25%. Название «стандартный» уже практически тоже кануло в лету, так как на замену пришли малосурмянистые АКБ, который ставится на большинстве автомобилей. Эти АКБ делались «легкообслуживаемые», так как доливка воды требовалась не реже одного раза месяц.

Из положительного: при выходе из строя одного или нескольких «банок» их можно было просто исключить из цепи, соединив оставшиеся, к перепадам напряжения в сети автомобиля такая АКБ была практически «равнодушна». Ток прокрутки сурьмянистая АКБ выдавала наибольший, но есть и своя «ложка дегтя».

Из-за добавления сурьмы происходило резкое усиление происходящей реакции электролиза. Она начиналась уже при 12В и выделяющиеся кислород и водород испаряли воду в большом объеме. Изменялась плотность электролита, оголялись сверху края электродов. Уровень саморазряда при хранении большой. Сейчас устанавливаются на технике, на которой возможно их периодическое (не реже раза в месяц) ТО.

АКБ с содержанием сурьмы всего 5% являются «малообслуживаемыми». Употребляемый иногда термин «необслуживаемый» для данного типа АКБ оставим на совести рекламных агентов. Само протекание реакции стало «мягче», испарение воды в процессе электролиза значительно сократилось, но не прекратилось. К перепадам напряжения в бортовой сети эта АКБ «некапризна», как и её предшественница. Кратковременная перегрузка не вызовет необратимых изменений свойств батареи, в отличии от современных кальциевых или литиевых.

Уровень саморазряда при длительном хранении значительно ниже, чем у сурьмянистой батареи. Данный тип АКБ лучше всего подходит к российским автомобилям из-за небольшой цены и «неприхотливости» к надежности электрики.

Проблема испарения воды решилась с появлением кальциевых АКБ. Их действительно можно назвать «необслуживаемыми». Процесс электролиза из-за замены сурьмы кальцием начинается при 16В вместо 12В. Свинцовые решетки с добавлением кальция (некоторые производители добавляют алюминий, олово, серебро) позволили снизить интенсивность электролизной реакции и полностью прекратить испарение воды. Степень саморазряда при длительном хранении у кальциевой АКБ на 2/3 ниже сурьмяновой (возможно длительное хранение в заряженном состоянии).

Казалось бы, найдена «золотая середина», но недостатки АКБ Ca/Ca (обозначение кальциевых АКБ) оставляют почву для раздумий при выборе. АКБ крайне критична к полному разряду, после 2-3 циклов полной разрядки необратимо упадет емкость (на пластинах образуется сульфат кальция), и отнюдь «не дешевый» аккумулятор сгодится только для дежурного освещения в гараже. К электрике автомобиля у кальциевой АКБ тоже повышенные требования. Перепады напряжения в бортовой сети «переносит» плохо.

 

Полезный совет: тем, кто остановил свой выбор на АКБ Ca/Ca следует помнить о последствиях полного разряда. Рекомендуется приобретать на иномарки, с качественной и надежной электросетью и при условии, что машина не будет «простаивать» от сезона до сезона в гараже.

В гибридных АКБ сделана попытка объединить сурьмянистую и кальциевую АКБ. Анод выполнен с добавлением кальция (этот электрод не боится разряда), а катод с добавлением сурьмы. В результате получилась АКБ с характеристиками, в которых устранены недостатки «доноров». Эти АКБ более спокойно относятся к перепадам напряжения в сети автомобиля, расход воды выше чем у Ca/Ca. Обозначается как Ca+ или Ca/Sb. Не боится полного разряда, имеет усиленную структуру пластин со сниженной коррозией. Ценовая ниша — между малосурьмянистой и кальциевой АКБ.

Полезный совет: при выборе гибридной АКБ стоит знать, что последняя буква в её маркировке N – обозначает нормальный расход воды, L – малый, VL – очень малый.

Гелеевые и AGM

Для повышения безопасности при нарушении целостности корпуса АКБ и при обслуживании был применен электролит в «связанном» по современным технологиям виде. Путем добавления соединений кремния он был «превращен» в гель, для уменьшения текучести. Существует два вида технологий: AMG (помещение внутрь абсорбирующего стекломатериала) и GEL (добавление кремния). Относительная безопасность АКБ при наклонах и вибрациях несомненна, но для зарядки этого типа батарей необходимы малые токи, процесс занимает длительное время.

Прочие виды АКБ

Натриевые АКБ

Серно-натриевые (тепловые) АКБ применялись немцами еще на ракетах ФАУ-2 в годы Великой Отечественной войны. Первый фургон-электромобиль, который совершил поездку в 1971г был тоже на серно-натриевых элементах. АКБ такого типа могут храниться готовыми к применению более 50 лет. Однако в широком распространении их почему-то нет. Дело в том, что в качестве электролита используются соли, которые для начала реакции должны быть в расплавленном состоянии, для чего АКБ необходимо нагреть до 250-700°С. «Привлекательны» тем, что позволяют получать АКБ из доступных и нетоксичных элементов. Могут использоваться в условиях жаркого климата и применяются в военных сферах.

Щелочные

Создать «суперАКБ», лишенную недостатков человечество мечтает и сейчас. Поскольку серная кислота, входящая в состав электролита, чрезвычайно опасна (при нарушении целостности корпуса) предпринимались попытки её замены. Томас Эдисон создал железно-никелевый аккумулятор в котором в роли электролита выступает щелочь. Такие основные недостатки щелочных аккумуляторов как низкое КПД (почти вполовину ниже серных) и слабые пусковые токи не позволяют всерьез рассматривать его, как конкурента свинцово-кислотным АКБ.

Заключение

На вопрос какая АКБ лучше однозначного ответа быть не может. Каждый будет ориентироваться на марку своего автомобиля, условия его содержания (гараж или улица), частоту поездок, свои финансовые возможности и др. Но какой бы тип АКБ Вы не выбрали, не стоит забывать о том, что это не «накопитель энергии», а химический источник тока, который требует своих мер предосторожности. Будьте внимательны и соблюдайте правила противопожарной безопасности и правила обращения с кислотами и электрическими устройствами. Счастливого Вам пути!

AGM-аккумулятор и другие виды АКБ

07/09/2017

Рынок аккумуляторной продукции очень разнообразен как в ценовом диапазоне, так и по эксплуатационным возможностям. Наиболее распространенным видом источников постоянного питания является свинцово-кислотный аккумулятор. Он состоит из пластикового корпуса, разделенного на отсеки, которые заполняются электролитом. К таким относятся маломощные и грузовые аккумуляторы, используемые в легковых и габаритных транспортных средствах.

Грузовые аккумуляторы на Kolesa-Darom.ru

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Водный раствор соляной кислоты заполняет пространство между свинцовыми пластинами, исполняющими роль катодов и анодов. Agm-аккумулятор – разновидность батарей свинцово-кислотного типа, которые отличаются тем, что в качестве электролита используется абсорбированное сухое вещество.

Кроме невысокой стоимости, обычный и Agm-аккумулятор отличаются высокой практичностью. При зарядке не требуется контролировать время, так как батареи не обладают эффектом памяти. Это безвредно, чего не переносят efb-аккумуляторы. Их структура более чувствительна к воздействию нагрузок. Agm-аккумулятор удобен для использования в походных условиях, на лодочных двигателях.

Характеристика других видов аккумуляторов

В качестве автомобильных батарей широко применяются никель-кадмиевые аккумуляторы. Особенностью их эксплуатации является необходимость полной периодической разрядки, что помогает избежать появления на пластинах кристаллических отложений.

Технические преимущества Ni-Cd батарей:

  • быстрая и доступная зарядка;
  • долговечность: при правильной эксплуатации аккумулятор способен проходить до тысячи зарядных циклов;
  • готовность к нагрузкам и эксплуатации в низкотемпературном режиме;
  • доступная стоимость.

К недостаткам относятся высокий показатель саморазрядки во время хранения, уязвимость перед кристаллизацией, относительно низкая энергоемкость, токсичность ингредиентов.

Аккумуляторы кальциевого типа

Кальциевый аккумулятор – батарея, электроды которой обработаны кальцием, легированы. Преимуществом такой технологии является то, что свинцовые пластины защищены от перенасыщения энергией, окисления и коррозии. За счет тонкости пластин увеличивается их количество в батарее.

Аккумуляторы кальциевого типа считаются самыми долговечными. Их рекомендуется устанавливать на автомобили и автобусы для езды по дальним маршрутам. Они виброустойчивы, стабильно выдерживают избыток зарядных нагрузок. Чтобы батарея полностью отработала свой потенциал, нельзя допускать ее полной разрядки. Один полный разряд – это потеря 50 % емкости батареи. Десять некорректных действий приводят к полному уничтожению аккумулятора.

Характеристика гелевых источников питания

Кальциевый аккумулятор на Kolesa-Darom.ru

Гелевый аккумулятор – это разновидность свинцово-кислотного зарядного устройства с гелеобразным электролитом. Такое состояние жидкости получается за счет добавления силиконовой примеси в серную кислоту. Достоинством химического состава является то, что батарея обладает повышенным циклическим восстановительным ресурсом и меньшим процентом саморазрядки.

Перед кислотными устройствами у гелевых имеются конструкционные преимущества:

  • целостный запаянный корпус, который не требует технического обслуживания;
  • в случае повреждения корпуса электролит не просачивается;
  • не выделяются ядовитые испарения.

Особенности батарей гибридного типа

Гибридные аккумуляторы объединяют лучшие конструкционные, функциональные и технические характеристики аккумуляторов разных типов. Они объединили минимальную саморазрядку, отсутствие необходимости профилактики и периодической дозаправки электролита. Решена проблема избыточности зарядки для тех, у кого автомобиль часто простаивает. Узнать этот тип аккумулятора можно по маркировке производителей Calcium Plus или Ca+.

В интернет-магазине Колеса Даром каждый автовладелец сможет ознакомиться с полным ассортиментом АКБ от ведущих мировых производителей, а затем и приобрести аккумулятор, который подходит по своим характеристикам. Мы работаем каждый день — позвоните, и наши консультанты проконсультируют вас по вопросам, связанным с аккумуляторными батареями всех типов.


Поделиться

Какие существуют виды аккумуляторов для автомобилей?

Автомобильный аккумулятор был изобретён более ста лет тому назад. И практически всё это время существовала только одна его разновидность, а именно свинцово-кислотная. Но в конце прошлого века начался настоящий технологический бум, который коснулся и аккумуляторных батарей. За неполных тридцать лет появилось как минимум шесть новых типов АКБ для авто, большинство из которых продолжают видоизменяться и совершенствоваться до сих пор.

Невольно возникает вопрос: «Как при достаточно простой конструкции автомобильного аккумулятора может быть столько его модификаций?». Стоит отметить, что вопрос достаточно справедливый. Ведь аккумуляторная батарея состоит всего из двух компонентов: свинцовые пластины и электролит. И все типы батарей основаны именно на различии одного из этих элементов. Хотя давайте обо всём по порядку.

Наш обзор того, какие бывают типы аккумуляторов для автомобилей, мы построим по принципу от старого к новому, и поэтому открывает его тот самый сурьмянистый свинцово-кислотный аккумулятор, который сошёл с конвейера в далёком 1890 году.

Сурьмянистые аккумуляторы

Эти модели ещё принято называть традиционными. Их устройство простое и надёжное, как автомат Калашникова. В шесть изолированных банок наливается электролит (раствор из дистиллированной воды и серной кислоты) и помещаются попеременно «плюсовые» и «минусовые» свинцовые пластины. В качестве легирующей присадки для свинца используется сурьма, отсюда и название.

Сурьмянистые аккумуляторы имеют самую невысокую из всех аналогов цену и при этом сравнительно неплохо работают. Этим можно объяснить их лидирующее положение на рынке вот уже более 100 лет.

К основным их достоинствам можно отнести высокую устойчивость к глубокому разряду, нетребовательность к стабильности автомобильной электросети и достаточно продолжительный (при соблюдении правил эксплуатации) срок службы. Недостатками же являются предрасположенность к сульфатации, невысокие показатели стартового тока и возможные проблемы при запуске двигателя на морозе.

Отличительной особенностью сурьмянистых аккумуляторов является тот факт, что во время работы электролит выделяет пузырьки или, как говорят в народе, кипит. Это, естественно, приводит к постепенному уменьшению уровня жидкости, так что периодически электролит приходится добавлять. Именно поэтому большинство сурьмянистых аккумуляторов относится к так называемым обслуживаемым батареям.

Малосурьмянистые аккумуляторы

Конструкторы постоянно пытались улучшить свойства аккумуляторов и свести их недостатки к минимуму. И первой такой попыткой было существенное сокращение количества сурьмы (всего до 5 %) в составе свинцовых пластин АКБ. Стоит сказать, что новый вид автомобильного аккумулятора получился удачным. За счёт уменьшения количества сурьмы испарение электролита также заметно уменьшилось, батареи стали показывать более низкий уровень саморазряда и при этом сохранили свою невысокую стоимость.

И хотя такие проблемы, как сульфатация и достаточно слабый пусковой ток, так и не были решены, но малосурьмянистые АКБ и сегодня пользуются заслуженной популярностью. Одной из её главных причин является устойчивость к перепадам напряжения как при зарядке, так и в электросети автомобиля. Причём батареи с содержанием сурьмы до сих пор являются однозначными лидерами в этом вопросе, даже если речь заходит о самых новых и высокотехнологичных аккумуляторах.

Кальциевые аккумуляторы

Как оказалось, даже существенное уменьшение количества сурьмы в аккумуляторных пластинах не позволило достичь желаемого снижения электролизных процессов. И тогда было принято решение отказаться от сурьмы полностью и найти другую легирующую добавку. Новым металлом, который добавляли в свинцовые пластины, стал кальций.

Кальциевые аккумуляторы практически не выкипали, что позволяло держать электролит на достаточном уровне весь срок эксплуатации батареи. Именно с таких моделей началась история так называемых необслуживаемых АКБ. Кстати, когда возникает вопрос «как определить тип аккумулятора автомобиля», достаточно просто посмотреть на его верхнюю крышку. Если она гладкая, без пробок, закрывающих банки, то смело можно утверждать, что перед нами аккумулятор необслуживаемый. Плюс технология, по которой производились кальциевые пластины, позволила существенно снизить их вес и, следовательно, вес всей батареи.

Ещё одним несомненным достоинством кальциевых аккумуляторов является их низкий уровень саморазряда. Даже малосурьмянистые батареи проигрывали кальциевым в этом вопросе более чем на 70 %.

Но решение одних проблем повлекло за собой возникновение других. Как оказалось, кальциевые АКБ очень плохо переносят глубокий разряд. Стоило буквально три-четыре раза посадить батарею в ноль, и она становилась непригодной для дальнейшего использования. Кроме этого такие аккумуляторы были чрезвычайно капризными к уровню напряжения и тока, так что любые скачки во время зарядки и эксплуатации также крайне негативно на них сказывались. Да и стоимость новых батарей была чуть ли не в четыре раза выше сурьмянистых аналогов.

Гибридные аккумуляторы

Устройство автомобиля: популярные типы аккумуляторовУстройство автомобиля: популярные типы аккумуляторов

Эх, вот бы взять достоинства сурьмянистых и кальциевых аккумуляторов и соединить их в одной батарее! Думаем, именно такая мысль пришла в голову конструктору, создавшему первым гибридный аккумулятор. Действительно, решение оказалось лежащим на поверхности. Раз оба вида пластин имеют свои плюсы, то почему бы при создании аккумулятора не использовать и те и другие. Так и сделали: в гибридных аккумуляторах положительные пластины были малосурьмянистыми, а отрицательные – кальциевыми.

Эксперимент оправдал все ожидания. Новые батареи превосходили практически все прошлые типы автомобильных аккумуляторов. Они не боялись глубоких разрядов и перепадов напряжения, при этом обладали отличными показателями силы тока, практически не теряли уровень электролита во время эксплуатации и длительное время сохраняли свой заряд.

Пожалуй, единственная проблема, которую не удалось решить с помощью комбинирования пластин, это всё ещё высокая стоимость АКБ. По сравнению с традиционными батареями гибридные модели обладают просто заоблачной ценой.

Гелевые аккумуляторы

Найдя практически идеальное решение по составу пластин аккумулятора, конструкторы батарей не собирались на этом останавливаться. Правда, теперь предметом их изысканий стал электролит – второй составляющий компонент любой аккумуляторной батареи. В новых АКБ жидкий электролит решено было заменить на гелеобразную массу. И результат не заставил себя ждать.

Во-первых, была практически полностью решена проблема текучести такой достаточно агрессивной жидкости, как электролит.

Во-вторых, плотная гелеобразная структура наполнителя препятствовала осыпанию пластин, что увеличивало срок их службы и, как следствие, время жизни всего аккумулятора.

И, в-третьих, гелевые батареи имели практически нулевой уровень саморазряда, что позволяло существенно увеличить срок их хранения без потери рабочих качеств.

Но на этом достоинства гелевых АКБ не заканчиваются. Одним из главных плюсов таких аккумуляторов стал высокий показатель пускового тока. Причём гелевые батареи могли выдавать его практически на любой стадии использования – даже будучи практически полностью разряженными. Кстати, для зарядки им требовалось куда меньше времени, чем «жидким» аналогам. Совокупность этих качеств сделала гелевые АКБ просто незаменимыми в ситуациях, когда автомобиль нужно было завести на морозе. Высокий пусковой ток позволял «раскрутить» двигатель даже с изрядно подмёрзшим маслом.

Правда, стоит сказать, что совсем уж экстремальный холод всё же негативно сказывался на свойствах геля. При температурах ниже -35 градусов он ещё больше густел, и этот фактор существенно снижал практически все показатели АКБ.

Боязнь низких температур открывает список недостатков гелевых аккумуляторов, которые, к сожалению, тоже имеют место быть. Также стоит упомянуть о том, что и очень высоких температур они тоже не любят. Значительный перегрев может привести к взрыву.

Ещё одним недостатком является чувствительность гелевых батарей к повышенному напряжению. Зарядка выше 14 вольт может полностью вывести АКБ из строя. То же можно сказать и о коротком замыкании – даже если аккумулятор с гелевым электролитом «закоротит» на одну-две секунды, можно считать, что дни его сочтены.

И, наконец, если до появления гелевых аккумуляторов самыми дорогими считались гибридные модели, то новые АКБ успешно сместили их с пьедестала. Высокая стоимость гелевых аккумуляторов позволяет использовать их только на автомобилях премиум-класса, а также внедорожниках и спецтехнике, которой приходится передвигаться по пересечённой местности. В последнем случае главную роль играет низкая текучесть геля и тот факт, что он не прольётся при любых наклонах автомобиля.

AGM аккумуляторы

Несмотря на то, что батареи, произведённые по технологии AGM, по сути своей являются аккумуляторами гелевыми, мы выделили их в отдельную категорию. Дело в том, что кроме геля аккумуляторы AGM содержат внутри и особый пористый материал, который ещё больше препятствует осыпанию пластин и вытеканию гелевого электролита.

Наличие абсорбирующего материала позволило также снизить чувствительность батареи к высокому напряжению, повысило её устойчивость к коротким замыканиям и, что самое главное, к низким температурам. На сегодняшний день батареи AGM однозначные лидеры в вопросе «холодного старта». Что самое удивительное, наличие дополнительного компонента позволило не увеличить, а наоборот, снизить стоимость аккумулятора, что тоже можно отнести к явным плюсам.

Однако будет нечестным умолчать о недостатках батарей AGM. И первым из них можно назвать меньшую почти в два раза по сравнению с гелевыми моделями долговечность. Кроме этого у AGM аккумуляторов более высокий уровень саморазряда, и они куда чувствительней к глубокой разрядке, чем их гелевые сородичи.

Но количество плюсов, самым главным из которых, как нам кажется, является сравнительно невысокая цена, перевесило имеющиеся недостатки, и на сегодняшний день аккумуляторы AGM стремительными темпами набирают популярность.

Щелочные аккумуляторы

Наш обзор будет неполным, если мы не скажем о том, что существуют и специфические виды аккумуляторов для автомобилей.

Вернёмся немного назад во времени, а именно в тот момент, когда конструкторы экспериментировали с составами электролита. Уже тогда было известно, что в качестве «жидкой» составляющей АКБ может выступать не только смесь воды и кислоты, но и щелочной раствор. Правда, в таком варианте свинцовые пластины тоже требовали определённой модернизации – они покрывались в зависимости от модификации растворами никеля, кадмия и железа.

Однако, несмотря на наличие явно положительных качеств, таких как полное отсутствие электролиза, устойчивость к глубокой разрядке и повышенному напряжению, неплохая энергоёмкость и высокий пусковой ток, щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в автомобилестроении. И дело даже не в их высокой стоимости, которая, кстати, существенно выше даже самых дорогих кислотных аналогов.

Причиной, которая буквально перечеркнула все достоинства щелочных батарей, стал так называемый «эффект памяти». Дело в том, что, если начать заряжать не полностью разряженный щелочной аккумулятор, он «запомнит» количество свободного для заряда места и при следующей зарядке возьмёт ровно столько энергии и ни на один милливатт больше. И что самое печальное, то же повторится и при следующем неполном заряде.

Таким образом, буквально за 2–3 неудачных заряда можно свести ёмкость батареи к нулю. Согласитесь, что такая перспектива не стоит даже самых распрекрасных показателей силы тока и энергоёмкости.

Хотя сказать, что щелочные аккумуляторы совсем не используются на транспорте, будет не совсем верным. Их довольно успешно применяют на «тяговой» технике, такой как электропогрузчики, электрокары и так далее.

Литий-ионные аккумуляторы

И вот, наконец, мы добрались до настоящего и даже немного будущего автомобильных аккумуляторов. Дело в том, что литий-ионные батареи, которые нам хорошо знакомы благодаря смартфонам и планшетам, постепенно перекочёвывают и в автомобильную промышленность.

Самым ярким примером их использования являются ставшие хоть и противоречивой, но, тем не менее, живой легендой автомобили Тесла. В них литий-ионные батареи не только выполняют стартовую роль, но и обеспечивают энергией двигатель на протяжении всей поездки. И стоит сказать, что автомобили Тесла едут. Да ещё как едут!

Ведётся работа и по адаптации литий-ионных батарей к более привычным нам автомобилям. Ведь по некоторым показателям, таким как удельная ёмкость и выдаваемое напряжение, они существенно превосходят все существующие аналоги.

К тому же литий-ионные батареи не нужно обслуживать. То есть вообще. Так что плюсов у этого типа аккумуляторов хоть отбавляй.

Осталось только разобраться с их чувствительностью к низким температурам и повышенному напряжению при зарядке. Но нам кажется, что в тот самый момент, когда вы читаете эти строчки, лучшие умы уже бьются над решением данных проблем.

На этом обзор того, какие бывают аккумуляторы для автомобиля, можно считать оконченным. Хотя, конечно, совершенствование батарей не заканчивается. Уже сейчас существуют экспериментальные образцы, с ещё более улучшенными свойствами и практически лишённые недостатков. Так что осталось подождать совсем немного и идеальный аккумулятор будет готов!

Какие виды аккумуляторов бывают

Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Подавляющее число типов аккумуляторных батарей основано на циклическом преобразовании химической энергии в электрическую, это позволяет многократно заряжать и разряжать батарею.

Еще в 1800 году Алессандро Вольта произвел поразительное открытие, когда опустил в банку, наполненную кислотой, две металлические пластины – медную и цинковую, после чего доказал, что по соединяющей их проволоке протекает электрический ток. Спустя более чем 200 лет, современные аккумуляторные батареи продолжают производить на основе открытия Вольта.

Рисунок 1. Вольтов столб из шести элементов.

Рисунок 2. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

Виды аккумуляторных батарей

Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

Рабочая температура, ºC

Напряжение элемента, В

Удельная энергия, Вт∙ч/кг

Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)

Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.

Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)

Автомобильный транспорт, ЖД транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии

Электрокары, речные и морские суда, авиация

Устройства с пониженным содержанием сурьмы

Пожалуй, стоит начать описание с одного из самых часто применяемых видов аккумуляторов. АКБ с содержанием менее 5% сурьмы избавили от необходимости частого добавления дистиллированной воды. Хотя это не делает аккумуляторы данного типа необслуживаемыми из-за имеющихся расходов жидкости.

Также они обладают крайне малой степенью саморазряда батареи и переносимости электрических характеристик автомобильной бортовой сети, в отличие от своих более новых аналогов.

Сурьмянистые аккумуляторы

Данный вид аккумуляторных батарей признан устаревшим. Ему на замену пришли более современные и усовершенствованные типы АКБ с пониженным содержанием сурьмы. Однако до сих пор аккумуляторы данного вида служат по своему назначению в стационарных токовых источниках с неприхотливыми батареями.

Кальциевые альтернативы

Кальциевые АКБ хороши тем, что они уменьшают интенсивность электролиза и снижают уровень электролита. Помимо этого, кальций, заменивший сурьму, увеличил напряжение, нужное для начала осуществления электролиза, что уменьшило критичность последствий перезаряда.

Но не стоит забывать, что, как и все существующие типы аккумуляторных батарей, кальциевые АКБ обладают своими слабыми сторонами. Главный минус — повышенная чувствительность к мощному разряду ведет к резкому падению емкости.

Щелочные АКБ

Щелочными батареями называют такие устройства, в которых электролитом выступает щелочь, а не кислота. Устройства такого вида встречаются в автомобилях далеко не часто, однако они могут выступать в качестве аккумуляторов, например, для шуруповертов.

Одним из таких приспособлений является Ni-Cd аккумулятор — по факту его признали устаревшим, тем не менее он еще может встать наравне со своими более новыми конкурентами за счет дешевизны. Однако так называемый «эффект памяти» и повышенный саморазряд делают применение Ni-Cd устройства весьма проблематичным.

Его никель-металл-гидридный конкурент, разумеется, выше по цене, но при этом по качеству он существенно лучше. По сравнению с Ni-Cd аналогами, «эффект памяти» у них выражается в меньшей степени, хотя он все же присутствует. Также увеличенная вместимость и пониженный саморазряд вполне объясняют высокую цену.

Литий-ионная альтернатива

Пожалуй, из всех существующих видов аккумуляторов для автомобилей и не только самым лучшим можно назвать Li-ion. Он стоит значительно дороже своих Ni-MH и Ni-Cd аналогов. Это можно объяснить тем, что аккумуляторы с ионами лития не имеют тех недостатков, которыми обладают рассмотренные ранее модели. Хотя приспособления такого вида, равно как и все существующие устройства, все же не лишены своих слабых сторон, причем действительно существенных.

Среди главных уязвимостей можно выделить:

  • чрезмерную чувствительность к низким температурам, из-за чего уменьшается ток, отправляемый li-ion батареей;
  • уменьшение вместимости с каждым годом;
  • литий-ионные приспособления не выдерживают тотальной разрядки и зарядки до конца — в противном случае это оканчивается разрушением и даже взрывом прибора.Подробнее о том, как правильно заряжать Li-ion аккумуляторы →

Модели такого типа широко применимы в качестве зарядного устройства для мобильных устройств. В случае, если технологический прогресс дойдет до достаточного уровня, чтобы Li-Ion приспособления лишились своих уязвимостей, они сумеют встать на замену кислотным батареям.

Стоит также заметить, что в старых моделях литий-ионных аккумуляторов применялись разнообразные оксиды лития, в которых также содержался марганец либо кобальт. Однако в более новые модели эти элементы добавлять перестали, заменив их сплавами литий-ферро-фосфатов в связи с их дешевизной, уменьшенной токсичностью и более простой возможносттю переработки.

Литий-полимерные аккумуляторы

Литий-ионный полимерный аккумулятор, известный также как Li-Pol, LiPo, Li-polymer, представляет собой улучшенную версию стандартного литиевого аккумулятора и находит применение во многих видах техники. Электролитом здесь служит полимерный материал.

Такие типы литиевых аккумуляторов хороши тем, что обладают значительной энергетической плотностью на единицу объема и массы, пониженным саморазрядом, донельзя тонкими элементами (всего от 1 мм), возможностью гибкости, крайне несущественным перепадом напряжения в процессе разрядки, широким диапозоном температур, при которых устройство продолжит свою полноценную работу. И, ко всему прочему, LiPo не имеет эффекта памяти.

Хотя не стоит слепо полагать, что батареи такого плана на самом деле можно назвать полностью идеальными. Даже у Li-Pol есть свои изъяны. Один из самых существенных — опасность возгорания в случае перезарядки и избыточного потребления тепла. Недостатком представляется и сравнительно небольшое количество рабочих циклов — 800-900, а также старение аккумуляторов, даже если они лежат в стороне без надобности.

Наконец, даже сама зарядка весьма пагубно влияет на приспособление: если процесс зарядки уменьшает вместимость, то при глубоком заряде прибор можно смело отправлять в металлолом.

AGM и GEL-батареи

Гелевые батареи, как их часто называют, выступили как альтернативный вариант, безопасный в использовании. Проблему безопасности решили посредством перемещения электролита в связанное состояние, чтобы обеспечить уменьшение текучести.

Другими достоинствами GEL-батарей стали:

  • пониженное осыпание активной массы пластин;
  • пониженный саморазряд;
  • переносимость к вибрации.

Их также можно наклонять практически под любым удобным углом, они могут храниться в течение достаточно продолжительного времени за счет медленного саморазряда, а переразряд не «смертелен» и не несет никакого ущерба технике в процессе.

А вот перезарядка устройства этого типа, наоборот, может крайне отрицательно повлиять на него. Поэтому AGM и GEL-батареи все же требуют очень аккуратного и бережного обращения.

К примеру:

  • несмотря на то, что их можно класть чуть ли не как угодно, их нельзя держать перевернутыми;
  • работа при пониженных температурах может резко снизить функциональность приборов;
  • особых мер предосторожности требует особая чувствительность приспособлений к зарядке.

При надежном хранении устройства оно сможет прослужить до десяти лет.

Гибриды

Название говорит само за себя: гибридными считаются те батареи, в строение которых входят неодинаковые пластины, то есть выполненные из различных материалов. Стоит учесть, что положительно заряженные пластины включают в себя компоненты сурьмы (ее содержание в них не превышает 5%), в то время как отрицательно заряженные пластины имеют в составе кальциевые компоненты.

Новый, чуть ли не революционный метод изготовления аккумуляторных батарей смог привести к следующему:

  • Во-первых, если сравнивать аккумуляторы с пониженным содержанием сурьмы, расход жидкости очевидно уменьшается.
  • Во-вторых, батарея стала более устойчивой и выносливой к перепадам напряжения, даже в случаях интенсивной зарядки и тотальной разрядки.

Конечно, это вовсе не означает, что данные аккумуляторы можно считать полностью идеальными «без единого изъяна». Они не имеют никаких особых преимуществ над всеми вышеописанными устройствами. Но при этом по качеству характеристик их можно поставить прямо посередине этого ряда.

Никель-металл-гидрид

Никель-металл-гидриды, или Ni-MH, как их обозначают в сокращенном варианте, являются такими видами аккумуляторных батарей, где в качестве отрицательного иона выступает водородный металлогидридный электрод, калиевый гидроксид в качестве электролита, никелевый — в качестве положительного иона.

Существует немалое количество различных типов батарей Ni-MH. К примеру, есть батареи долгого хранения LSD NiMH, которым не страшен мороз и длительный срок хранения. Они функционируют и с повышенными токами разряда, не разрываясь и не приходя в негодность из-за чрезмерной нагрузки.

Поэтому, к примеру, никель-металл-гидриды размера АА могут быть применимы в различных видах мелкой техники. Так, АА с большим объемом емкости в 1500-3000 мА/ч можно поместить в музыкальный плеер, радиоуправляемые игрушки, фотоаппарат и многие другие приспособления, где будет произведена зарядка за относительно непродолжительное время.

Весьма хороши и АА-батареи с уменьшенным объемом вместимости — такие АА, где емкость составляет всего 300-1000 мА/ч. АА данного типа применимы в качестве обеспечения питанием неавтоматических фонариков, управляемых пультом ДУ игрушек, раций и электронных приспособлений со сбалансированным энергопотреблением.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотная батарея стала первым изобретенным аккумулятором, увидевшим свет и нашедшим широкое применение в автомобилях и ряде других технических приборов.

Свое название приспособление получило за счет опущенных в воду и серную кислоту пластин из свинца, выполняющих роль электродов, хотя с течением времени водород в устройстве начинает теряться.

Популярность такие приспособления получили неслучайно, а благодаря очевидным достоинствам:

  • отсутствие эффекта памяти;
  • наличие необслуживаемых экземпляров;
  • невысокая цена;
  • несложная конструкция;
  • надежная технология;
  • пониженный авторазряд;
  • потенциал увеличенной токоотдачи.

Хотя, несмотря на немалое количество достоинств, даже у этих моделей есть и свои слабые стороны:

  • невозможность хранения разряженными;
  • чрезмерная чувствительность к температурным изменениям, влияющая на продолжительность функциональности и жизни;
  • ограниченность транспортов и дозволяемых целых циклов разряда;
  • и, разумеется, самый очевидный изъян — пагубное влияние свинца на экологическую среду.

Никелево-железные аналоги

Дешевые и малообслуживаемые Ni-Fe, они же никелево-железные батареи, обладают никель оксидо-гидроксидами, используемые как положительные пластины. В роли отрицательных пластин выступают оксиды-гидроксиды феррума. Жидкий электролит представляется в виде разъедающего калия.

Стоит признать, что данный тип батарей весьма надежен благодаря выносливости к тотальным разрядам, частой перезарядке. В отличие от той же свинцово-кислотной альтернативы, такие аккумуляторы не выйдут из строя, будучи в недозаряженном состоянии.

Ученые многих стран мира постоянно разрабатывают новые типы аккумуляторов и занимаются усовершенствованием существующих видов, которые наиболее отвечаю все возрастающим требованиям потребителей и условиям их применения.

Все разновидности аккумуляторов имеют свои положительные и отрицательные характеристики, но до настоящего времени идеальной батареи изобрести пока не удалось.Поэтому в каждом конкретном устройстве используются АКБ с оптимальными характеристиками.

Рассмотрим основные виды аккумуляторов, маркировку, условные обозначения и типы клемм.
У аккумуляторов, изготовленных по различным стандартам, конструктивное устройство клемм отличаются.По европейскому стандарту одним из наиболее распространённых является конус «А». Отрицательный токовывод имеет диаметр 17,9 мм, а положительный — 19,5 мм.
Европейский тип клемм «Е» (винтовые).

АКБ, выпускаемые в странах азиатского региона, имеют тип клемм конус «В». Отрицательный токовывод имеет диаметр 11,1 мм, а положительный ─ 12,7 мм.

Сурьмянистые

Сурьмянистые аккумуляторы относятся к классическим, но также и устаревшим типам АКБ по причине повышенного состава сурьмы (более 5%).
Свинец в чистом виде не используется при изготовлении аккумуляторных батарей, поэтому в пластины для повышения прочности добавляется сурьма. Такая добавка позволяет ускорить процесс электролиза.

При работе батареи повышается температура электролита и вода начинает выкипать, что неизбежно вызывает падение уровня электролита в батарее. При обслуживании аккумуляторной батареи необходимо эпизодически добавлять дистиллят. По этой причине данный тип АКБ относят к классу обслуживаемых, поскольку в процессе эксплуатации необходимо периодически проводить проверку уровня и плотности электролита.

На современном этапе для автомобилей применяются различные типы аккумуляторов, имеющие низкое содержание сурьмы или не имеющие её вовсе. От сурьмянистых аккумуляторов однако не отказались совсем. Их применение осуществляется там, где работает квалифицированный персонал. К достоинствам сурьмяных батарей необходимо отнести невысокую стоимость, доступность в обслуживании. Однако этих достоинств уже оказывается недостаточно, чтобы сохранять лидерство на рынке автомобильных батарей.

Малосурьмянистые

Материалом для пластин является свинец с небольшой примесью сурьмы. Такие батареи универсальны и довольно широко представлены на российском потребительском рынке.
При разработке этого вида батарей ставилась задача — максимальное снижение процесса выкипания электролита. Немаловажный фактор малосурьмянистых АКБ — степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.

Малосурьмянистым батареям также необходимо обслуживание, хоть и с довольно меньшей периодичностью, чем сурьмянистым. Небольшое испарение воды все же происходит, поэтому иногда требуется производить контроль соответствия уровня и плотности, добавляя дистиллированную воду.

В силу этих обстоятельств малосурьмянистые АКБ можно назвать малообслуживаемыми. Преимущества: малый уровень саморазряд при хранении, невысокая цена, устойчивость к нестабильности параметров бортовой сети автомобиля, высокой срок эксплуатации. Данный тип АКБ в силу своих преимуществ чаще всего применяются на отечественных автомобилях, которые страдают нестабильностью бортовой сети.

Кальциевые

При производстве кальциевых батарей свинцовые пластины легированы 0,07-0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды (отрицательный или положительный). Виды аккумуляторных батареи такого типа маркируются «Са/Са», что обозначает наличие кальция в составе пластин обоих полюсов. Кальций существенно снижает испарение воды из электролита, в связи с чем отпадает необходимость контроля соответствия уровня и плотности практически отпадает. За счет введения кальция батареи приобретают высокую виброустойчивость и повышается их коррозоустойчивость. Положительный эффект достигается введением в материал пластин небольшого количества серебра. Это повышает КПД и энергоёмкость батареи.

Для кальциевых АКБ противопоказаны глубокие разряды. Настоятельно рекомендуется не разряжать Сa/Сa ниже границы в 70%. Кальциевые батареи теряют около 50% своей энергоёмкости даже после одного полного разряда (уровень ниже 10в). Данный тип АКБ рекомендуется тем, кто часто ездит на значительные расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды (ввиду длительности поездки).

Если вы планируете приобрести для своего автомобиля кальциевую батарею, то необходимо быть уверенным в исправности электроприборов и стабильности напряжения в бортовой сети автомобиля. Немаловажный минус данного типа аккумуляторов — более высокая стоимость в сравнении с сурьмянистыми АКБ. Однако данный недостаток нивелируется высокой степенью надежности и отличным качеством, а также отсутствием периодического контроля электролита.

Подробней о кальциевых аккумуляторах Вы можете почитать здесь.

Гибридные

Гибридные аккумуляторы повсеместно вытесняют кальциевые. Конструктивные отличия состоят в том, что при их производстве объединили две технологии: одна, когда пластины формируется из сплава свинца и сурьмы (положительные электроды), другая же – из сплава свинца и кальция (отрицательные электроды). В результате это дало неоспоримое преимущество в сравнении с кальциевыми батареями.

Для гибридной батареи глубокий разряд перестал быть гибельным. Для тех автовладельцев, которые пользуются автомобилем круглогодично, это теперь позволяет значительно увеличить период службы АКБ. В связи с тем, что практически перестал выкипать электролит, такой тип батареи стал считаться полностью необслуживаемым.

Ключевая особенность гибридных аккумуляторов — лучшая виброустойчивость, которую высоко ценят водители. Такой результат достигнут благодаря толстым литым пластинам, применение которых позволило повысить срок эксплуатации до семи лет.

Ошибочно считать, что гибридные аккумуляторы являются лучшими и их следует применять без учета особенностей каждого автомобиля. К тому же гибридные АКБ до сих пор имеют довольно высокую цену. По гибридной технологии изготавливает автомобильные аккумуляторы кампания A-Mega: Premium, Ultra+, Special. В результате автомобилисты получили батареи с разработками, которые применяются в АКБ более высокой ценовой категории. Маркируются данные аккумуляторы обозначением Са+ или Ca/Sb. Подробнее о гибридных аккумуляторах.

Гелевые

В начале 21-го века на автомобильном рынке появился новый тип АКБ – гелевые автомобильные аккумуляторы. Отличительная особенность гелевых аккумуляторов — применение гелеобразного (киселеобразного) электролита. Данная технология позволила снизить текучесть электролита, в котором содержится агрессивная серная кислота.

В случае небрежного обращения с аккумулятором возможны повреждения кожи от контакта с электролитом. Чтобы электролит приобрел гелеобразное состояние в него добавляют кремний. К преимуществам гелевых АКБ можно отнести низкую скорость саморазряда. Гелевые батареи относятся к необслуживаемым.

Какие же недостатки имеют гелевые батареи?

  • При заряде АКБ напряжение более 14в приводит к вспучиванию оболочки.
  • Применение данного типа АКБ для автомобилей не рекомендуется, как и то, что для зарядки необходимы специальные ЗУ, имеющие функцию заряда в щадящем режиме.
  • Гелевые батареи не переносят низких температур из-за загустевания электролита и снижения ёмкости аккумулятора.

К сожалению, не смотря на все достоинства, гелевые батареи не являются «вечными», наполненные гелеобразным электролитом они могут беспроблемно работать от восьми до десяти лет, а при правильной эксплуатации и соответствующем обслуживании – и до двенадцати. На гелевые аккумуляторы наносится специальный знак, с включением в него аббревиатуры «GEL».

EFB — «улучшенная жидкозаполненная батарея». Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, в следствии чего увеличивается их ёмкость. Каждая пластина запечатана в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
Преимущества аккумуляторов EFB:

  • работают при температуре от -50 до +60°С;
  • стойко выдерживают глубокий разряд;
  • минимальное испарение электролита;
  • способны выдерживать большое количество циклов заряда-разряда.

АКБ по технологии EFB довольно безопасны и требуют минимального обслуживания. Их можно заряжать в домашних условиях, поскольку электролит не испаряется. Из недостатков можно отметить меньшую отдаваемую мощность, чем у AGM изделий.

Отличительной особенностью данного типа аккумуляторных батарей является то, что в электролит между пластинами с помощью специальной технологии монтируются стекловолоконные микропористые прокладки.

Предназначение таких прокладок – удержание геля и защита электродов от осыпания. В принципе, основные характеристики батареи GEL и AGM отличаются незначительно. Батареи AGM имеют меньшую стоимость; у них ниже чувствительность к подаваемому напряжению при зарядке, КЗ и температуре окружающей среды. Устойчивы к вибрации и тряске. Они также как и GEL АКБ, практически не требуют обслуживания.

К недостаткам относят меньшее число циклов заряда-разряда (примерно в два раза). Они более чувствительны к глубокому разряду, имеют более быстрый саморазряд. При зарядке необходимо специальное ЗУ. Обычное зачастую не подходит. Отличительной особенностью при обслуживании является необходимость внимательно изучать инструкции перед использованием по предназначению. AGM АКБ чаще применяются в условиях, когда необходим большой период циклов заряда и разряда. При маркировке аккумуляторов данного типа используют аббревиатуру «AGM».

Щелочные

Исторически щелочные источники энергии появились позже кислотных аккумуляторов, вследствие этого некоторые недостатки, свойственные кислотным, не присутствуют у щелочных аккумуляторов. Более того, щелочные АКБ имеют преимущества над кислотными: они переносят перегрузки и короткие замыкания, хорошо работают при различных температурах и т.д. Во всех ЩА (почему они и называются щелочными) применяется растворенная в воде щёлочь.

Что же касается состава химически активной массы пластин, то он может быть различным. При их производстве применяют никель, кадмий, цинк, серебро или др. материалы. От вида использования соответствующих химических элементов в отрицательных пластинах (электродах) щелочные аккумуляторы подразделяются на: цинково-никелевые, кадмиево-никелевые, железо-никелевые, серебряно-цинковые и т.д.

В аккумуляторах щелочного типа количество пластин в положительных и отрицательных электродах не одинаково. В никель-кадмиевом аккумуляторе количество положительных пластин на одну больше количества отрицательных пластин. В щелочных аккумуляторах с никель-железными пластинами больше на одну отрицательную.


По конструкции электродов (пластин) кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы разделяются на ламельные и безламельные, по способу исполнения — на герметичные и негерметичные.
Наиболее широкое распространение получили ламельные щелочные кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы, и те и другие схожи как по устройству, так и по действию.

Например, сосуды этих аккумуляторов производятся из никелированного железа при помощи сварки, состав активной массы плюсовых пластин и электролит одинаков. У железо-никелевых и кадмиево-никелевых различаются только отрицательные пластины, но не по устройству, а по составу активной массы. В процессе зарядки и разрядки плотность электролита не изменяется.

Активная масса щелочной батареи заключена в стальные перфорированные пакеты, или ламели, а ламели впрессованы в стальные стойки (рамку) пластин. Для лучшего контакта и электропроводности между активной массой и никелированной основой пластин в активную массу добавляют чешуйки графита или лепестки Никеля.

Номинальное напряжение одного аккумулятора составляет 1,25в. Большинство потребителей работают на напряжении 14-15в., поэтому аккумуляторы представляют из себя сборку. Характерная особенность щелочных АКБ – они не требуют разборки. При грамотной эксплуатации и уходе батареи могут использоваться до 10 лет.

Литий-ионные

Химическое внедрение сторонних атомов и молекул («гостей») в кристаллическую решетку основного материала («хозяина») известно с начала XX века. Название процесса — «внедрение» перевели на латынь и начали говорить не о внедрении-извлечении, а об интеркалации-деинтеркалации (от латинского iniercalarius, другое написание iniercalatus — вставной, добавочный). Осуществлённое во второй половине XX века обратимое проведение этого процесса электрохимическим способом в неводных средах создало экспериментальную основу для разработки нового поколения вторичных источников тока.

Первоначальное название такого аккумулятора — «кресло-качалка» (rocking chair), которое затем устойчиво сменилось на литий-ионный аккумулятор (далее Li-ion).
Впервые коммерциализировала это изделие японская фирма Sony в начале 90-х годов XX века. Новое поколение АКБ стремительно вошло в нашу жизнь и уверенно завоёвывает позиции во всех автономных изделиях, требующих независимого питания электрической энергией. На рынке Li-ion имеют два основных конкурента, Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металлгидридные) аккумуляторы. Основа коммерческого успеха Li-ion АКБ лежит в том, что он появился в нужное время и в нужном месте.

В качестве анодного материала используется широкий круг углеродов, который можно разделить на две группы — углероды с неупорядоченной структурой, так называемые жесткие углероды, и обладающие упорядоченной структурой графиты.

Современными катодными материалами являются литий металл оксиды. К ним относится главным образом литий кобальт диоксид (LiCo02), представляющий собой твердофазное соединение оксидов лития и кобальта. Этот оксид удовлетворяет всем техническим требованиям, но имеет высокую цену, а также токсичен. Это побуждает заменить, хотя бы частично, кобальт на никель, а также на другие металлы, в частности на марганец. В Li-ion используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития типа LiPF6 в смеси эфиров угольной кислоты (карбонатов), например, ЭК и ДМК. Отличительной особенностью литиевых первичных источников тока является длительная сохранность. Диапазон рабочих температур (-20… + 60 °С)

Первичные литиевые источники тока имеют более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с традиционными водными элементами. Это обусловлено использованием для изготовления электролитов неводных растворителей с существенно более низкой температурой замерзания и более высокой температурой кипения по сравнению с водой. Однако электропроводность этих электролитов заметно снижается с понижением температуры. Для слаботочных первичных литиевых источников тока это обстоятельство не является критичным.

У Li-ion температурная зависимость электропроводности имеет место не только в электролите, но и в матрицах электродов. Наложение этих явлений приводит к тому обстоятельству, что преимущества неводных электролитов, имеющие место для первичных литиевых элементов, не проявляются в Li-ion батареях. Герметичное исполнение и автоматический контроль состояния аккумулятора обеспечивают его долгую эксплуатацию. Полное отсутствие эффектов памяти и прочих недостатков делает Li-ion АКБ весьма комфортным в использовании.

«>

Виды аккумуляторов для авто

   Описание видов аккумуляторов: гибридные, малосурьмянистые, кальциевые. Одной из очень важных деталей в автомобиле — аккумуляторная батарея. Она выглядит как емкость с металлическими пластинками, у которых есть положительный заряд и отрицательный, но кроме этого, в туда нужно заливать специальный электролит. Вот так можно упрощенно описать аккумулятор, но на самом деле у него есть отличительные характеристики, которые позволяют разделить устройство по видам.

ВИДЫ АККУМУЛЯТОРОВ

   В настоящее время эти батареи делятся на три типа: гибридные, малосурьмянистые и кальциевые. Самой обычной является малосурьмянистая. Она представляет собой простую батарею с пластинами из свинца, которая никаких других добавок в своих пластинах не имеет. А вот гибридный аккумулятор состоит из пластин, которые имеют разный состав, например, плюсовая пластина в основном сделана из свинца, а минусовая — из свинца и кальция, но дополнительно может обогащаться серебром. На нашем рынке чаще всего встречаются именно эти модели, ведь они являются универсальными. Кальциевые аккумуляторы для автомобиля – это батареи, которые оснащены кальциевыми пластинами, при этом неважно положительно или отрицательно заряжена эта пластина.


   Конечно, каждая из таких батарей имеет и положительные, и отрицательные качества. Это нужно обязательно учесть при выборе новой батареи. Самой большой саморазрядке и выкипанию жидкости из электролита подвержены малосурьмянистые аккумуляторы, но при этом глубокие разряды им не страшны, а также они очень легко заряжаются. 

   Кальциевый аккумулятор держит заряд на 70% больше и скорость выкипания жидкости из состава электролита у него также не большая, но если такая батарея разрядится, то будет очень проблематично его зарядить. И обязательно нужно помнить, что, если аккумулятор 3-4 раза полностью разрядить и зарядить, то это может вывести его из строя, и такой случай не будет являться гарантийным! 

   Гибридные батареи — очень оптимальный вариант, так как сочетают в себе плюсы и минусы вышеописанных видов. 

Таблица сравнения АКБ для авто


   В общем-то, все виды аккумуляторов хорошие, так что выбирать можно любой, но стоит всегда помнить, что для отечественных автомобилей и старых машин иностранного производства лучше всего подобрать гибридный аккумулятор. А кальциевая батарея идеально подойдет для иномарок, которые имеют мощный мотор.

ЦЕНЫ НА АКБ

   Если свинцовые батареи самой простой конструкции — это малосурьмянистые, будут стоить сегодня не более 150 долларов, то полностью кальциевые аккумуляторы обойдутся в сумму от 100 долларов и выше. Соответственно гибридные занимают промежуточное положение и по цене.


ВИДЕО — КАКОЙ ВЫБРАТЬ АККУМУЛЯТОР

5555555555555555 999999999999999999

Это должен знать каждый владелец авто:

Подключение магнитол в MITSUBISHI

     Варианты схем разъёмов автомобильных магнитол «MITSUBISHI». Представленно несколько различных популярных моделей автомагнитол и стандартных распиновок у штекеров автомобиля Митсубиши. …


Подготовка к зиме автомобиля ВАЗ

     Итак, скоро зима, уже холодает и нужно понемногу начать готовить автомобиль к зиме. Для этого нужно посетить автомагазин и начать покупать все нео…


Автомобильный фильтр питания 12В

    Фильтр автомобильный для подключения автомагнитол и другой техники, чувствительной к помехам бортсети — схема и пример изготовления. Как-то однажды…

Аккумулятор. Виды и применение. Как выбрать. Плюсы и минусы

Аккумулятор — это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно. Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.

Виды аккумуляторов

Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Этот аккумулятор выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчив к низким температурам и у него большой допустимый ток разряда. Одними из основных его достоинств является низкая цена и большой срок службы. Недостатки указанного вида в том, что он быстро саморазряжается и имеет низкую плотность энергии.

Основным недостатком такого оборудования является «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи. Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство. Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку. Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.

Никель-металлогидридные (NiMh)

Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными. Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.

Литий-ионные (LiIon)

Такой аккумулятор чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах он уже используюется редко, так как вытесняется более прогрессивным типом батарей. Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.

Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства, основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими. Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры. Так как такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя. Если нарушается герметичность также нельзя эксплуатировать такую батарею.

Устройство

Раньше аккумуляторные батареи для бытовой техники и телефонов по своему строению были точной копией тех, что используются в автомобилях. Современные технологии позволили разработать литий-ионные батареи, у которых катод покрыт алюминиевой, а анод медной фольгой. В литий-полимерных моделях в качестве банок используются мягкие пакеты, которые заполняются гелеобразным раствором лития в полимере.

Чтобы контролировать заряд, такая аккумуляторная батарея обязательно имеет устройство, которое выполнено в виде электронной платы. Вместо привычных двух контактов, такие батареи с платой телефона соединяются при помощи конвектора — многополюсного соединения.

Принцип работы

Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.

Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность. Во время заряда ток пропускают в противоположном направлении, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.

Основной характеристикой является емкость, то есть величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения. Для ее измерения обычно используются Ач.

Области применения

Аккумулятор используется в различных отраслях и имеет широкое применение. Аккумуляторные батареи применяют для освещения вагонов, питания различной апертуры на автомобилях, в мобильных телефонах, в бытовой технике и электронике.

Для того чтобы обезопасить компьютер и имеющуюся информацию при внезапном исчезновении питания, используются ИБП. Основным его элементом является АКБ. Первоначальный запуск любого автомобиля не возможет без заряженной аккумуляторной батареи.

Как выбрать аккумулятор

Рассмотрим особенности выбора АКБ для мобильного телефона. Сначала надо разобраться, какая батарея установлена в вашем телефоне, так как она может быть съемной или несъемной.

Если ее можно снять, то открывают заднюю крышку телефона и внимательно изучают характеристики батареи:
  • Емкость.
  • Модель.
  • Напряжение.

При наличии и несъемной АКБ, ее данные можно узнать из паспорта телефона или на сайте производителя. Современный рынок предлагает оригинальные аккумуляторы, аналогичные и «ноунейм». На последний вариант лучше вообще не обращать внимания, так как такая батарея может не только вывести из строя телефон, а даже взорваться.

Между собой оригинальные и аналоговые изделия практически ничем не отличаются по своим характеристикам, но оригинальные батареи будут намного дороже. Учтите, что некоторые производители не делают оригинальные запчасти, поэтому в таком случае придется приобретать аналогичный источник питания.

Аккумулятор для автомобиля

В этом случае надо обращать внимание на такие характеристики как емкость, пусковой ток и габариты изделия. Важно, чтобы емкость и величина пускового тока не очень отличались от той аккумуляторной батареи, что была установлена на заводе-производителе, так как генератор и другое оборудование рассчитаны на определенные их значения.

Кроме описанных характеристик, обращают внимание на наличие дополнительных элементов: ручка для удобной транспортировки, защита клемм, наличие встроенного индикатора заряда.

Достоинства и недостатки

Рассмотрим, какие есть преимущества и недостатки у разных типов батарей.

Преимущества NiCd устройств:
  • Быстрая зарядка, можно использовать ток, который равен и даже превышает емкость батареи, злоупотреблять часто большим зарядным током нельзя и если требуется быстрый заряд, то используют устройства, определяющие полный заряд батареи, после чего они должны отключаться.
  • Могут давать в нагрузку ток большого значения.
  • Если соблюдаются правила эксплуатации, то срок службы будет большим.
  • Возможность восстановления при понижении емкости.
  • Доступная стоимость.
Недостатки будут такие:
  • Наличие «эффекта памяти».
  • Высокий уровень саморазряда.
  • Большой вес и размеры.
  • Требуется специальная утилизация из-за наличия кадмия.
Особенности NiMh батарей:
  • Больше плотность электроэнергии, поэтому они имеют меньший вес и размеры.
  • Срок службы зависит от глубины разряда, чтобы батарея дольше служила, лучше ее эксплуатировать не с полным, а с поверхностным разрядом.
  • Зарядка не может проводиться так быстро, как в предыдущем варианте.
  • «Эффект памяти» выражен намного меньше.
  • У них небольшое количество рабочих циклов.
  • Высокий саморазряд, который достигает 30% в месяц.
LiIon батареи имеют следующие достоинства:
  • Небольшой вес и размеры, достигается это за счет высокой плотности электроэнергии.
  • Незначительный саморазряд.
  • На протяжении всего срока службы не требуют никакого обслуживания.
Недостатки таких АКБ следующие:
  • Высокая цена.
  • Хранить такие батареи надо только заряженными.
  • Даже если они не используются, происходит процесс старения, уже через два года, если ими не пользоваться, они обычно выходят из строя.

LiPol устройства являются самыми современными, но пока массово они не применяются, поэтому объективно оценить их преимущества и недостатки пока нельзя.

Если сравнивать их с другими типами, то в таких устройствах меньше рабочих циклов, и они рассчитаны на небольшой ток нагрузки. Технология их изготовления позволяет создавать тонкие и пластичные геометрические формы, что нехарактерно для других типов батарей. Как и у всего нового, стоимость таких батарей пока высокая.

Сейчас в электронных устройствах в основном используются NiMh и LiIon аккумуляторы. У первых будет больше срок службы при умеренных нагрузках и ниже стоимость, у вторых простое обслуживание и большой срок службы при интенсивных нагрузках. Никель-кадмиевые устройства уже практически не используются, а литий-полимерные только завоевывают рынок.

Похожие темы:

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о